सिंगल कोर मीडियम वोल्टेज केबलों में, भंवर धारा हानियों से बचने और यह सुनिश्चित करने के लिए कि केबल एक निश्चित मात्रा में तनाव का सामना कर सके, एल्यूमीनियम तार कवच का उपयोग किया जाता है। क्योंकि केबल स्थापना के वास्तविक संचालन में, कवच और परिरक्षण दोनों को ग्राउंडेड करने की आवश्यकता होती है। अधिकांश विदेशी बिजली प्रणालियाँ क्लास ए सिस्टम से संबंधित हैं, जहाँ तटस्थ बिंदु सीधे ग्राउंडेड होता है। ऐसी प्रणालियों में, एक बड़े ग्राउंडिंग शॉर्ट-सर्किट करंट की आवश्यकता होती है। अर्थात्, केबल में शॉर्ट सर्किट की स्थिति में, परिरक्षण और कवच अपेक्षाकृत बड़े शॉर्ट-सर्किट करंट के माध्यम से करंट को जमीन तक ले जा सकते हैं, जिससे केबल को क्षति से बचाया जा सकता है। इसलिए, एल्यूमीनियम तार कवच के लिए शॉर्ट-सर्किट करंट की गणना इंजीनियरिंग और तकनीकी कर्मियों के लिए एक आवश्यक कौशल है। आईईसी मानक में, एल्यूमीनियम तार कवच के शॉर्ट-सर्किट करंट की गणना के लिए कोई सूत्र नहीं है, केवल तांबे के टेप परिरक्षण और तांबे के तार परिरक्षण उपलब्ध हैं। हालाँकि, आईईसी मानकों और अन्य घरेलू और विदेशी सामग्रियों के आधार पर एल्यूमीनियम तार कवच के शॉर्ट-सर्किट करंट की गणना और प्राप्त करना अभी भी संभव है, और सटीक शॉर्ट-सर्किट करंट डेटा प्राप्त करना जो व्यावहारिक परीक्षण का सामना कर सकता है, इस प्रकार एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। केबलों का अनुसंधान, डिज़ाइन और निर्माण प्रक्रिया।
केबल में किसी भी वर्तमान ले जाने वाले भाग के रेटेड शॉर्ट-सर्किट करंट की गणना विधि आमतौर पर मानती है कि शॉर्ट सर्किट (यानी एडियाबेटिक हीटिंग) की अवधि के दौरान वाहक तरल पदार्थ के अंदर गर्मी बरकरार रहती है। वास्तव में, शॉर्ट सर्किट के दौरान, कुछ गर्मी आसन्न सामग्रियों में स्थानांतरित हो जाएगी, जिसका अर्थ है कि शॉर्ट-सर्किट करंट बड़ा हो सकता है, अर्थात गैर रुद्धोष्म प्रभाव को ध्यान में रखते हुए। गैर रुद्धोष्म विधि शॉर्ट सर्किट की पूरी प्रक्रिया के दौरान प्रभावी होती है।
रुद्धोष्म विधि की तुलना में, गणना के लिए गैर रुद्धोष्म विधि का उपयोग करने से परिरक्षण परतों, सुरक्षात्मक परतों और 10 मिमी 2 से छोटे कंडक्टरों (विशेष रूप से परिरक्षण तारों के रूप में उपयोग किए जाने वाले) के लिए शॉर्ट-सर्किट करंट में उल्लेखनीय वृद्धि की अनुमति मिलती है।
एल्यूमीनियम तार कवच के लिए गैर रुद्धोष्म शॉर्ट-सर्किट धारा की गणना इस प्रकार है:
1, गैर रुद्धोष्म प्रभावों पर विचार करते हुए सुधार कारकों की गणना
इस तथ्य के कारण कि एल्यूमीनियम तार कवच का आंतरिक भाग एक पीवीसी सुरक्षात्मक परत है, जबकि पीवीसी बाहरी आवरण को बाहर निकालने से पहले बाहरी हिस्से को गैर-बुने हुए कपड़े से बांधा जाना चाहिए, आसपास के मीडिया मापदंडों को केवल पीवीसी सुरक्षात्मक पर विचार करने की आवश्यकता है परत और गैर बुने हुए कपड़े। सूत्र में, σ 2, σ 3-- एल्यूमीनियम तार कवच परत (J/Kom3) के आसपास माध्यम की विशिष्ट गर्मी
इसके अलावा: σ 2=1.7 × 106J/Kom3 के साथ पीवीसी सुरक्षात्मक परत
गैर बुने हुए कपड़े का फ़ाइबर σ {{0}}.0 × 106J/Kom3
इसके अलावा: ρ 2 और ρ 3 (कोम/डब्ल्यू) के साथ एल्यूमीनियम तार कवच परत के आसपास के माध्यम का थर्मल प्रतिरोध
पीवीसी सुरक्षात्मक परत ρ {{0}}.0Kom/W
गैर बुने हुए कपड़े का फ़ाइबर ρ {{0}}.0Kom/W
एफ - एल्यूमीनियम तार कवच और आसपास के गैर-धातु सामग्री के बीच थर्मल अपूर्ण संपर्क पर विचार करते हुए अपूर्ण संपर्क कारक, एफ =0.5
σ 1- परिरक्षण परत, सुरक्षात्मक परत या कवच परत की विशिष्ट गर्मी, J/Kom3 एल्यूमीनियम तार σ 1=2.5 × 106J/Kom3
गणना में सभी मापदंडों को प्रतिस्थापित करके:
ε=1.158 गैर रुद्धोष्म गुणांक।
2, रुद्धोष्म प्रक्रिया में शॉर्ट-सर्किट करंट की गणना का सूत्र:
उनमें से, एस-केबल का परिरक्षण क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र, उदाहरण के रूप में YJV7212/20kV1 × 500 लेते हुए, S=60 * 2.5 ^ 2 * 0.7854=295mm2
IAD एल्यूमीनियम तार कवच शॉर्ट-सर्किट करंट को बचाता है
तापमान गुणांक का व्युत्क्रम, 228
θ f का अंतिम शॉर्ट-सर्किट तापमान 250 डिग्री है
प्रारंभिक शॉर्ट-सर्किट तापमान θ i, θ i=90 डिग्री
σ c 20 डिग्री पर कंडक्टर की विशिष्ट ताप क्षमता, 2.5 × 106J/Kom3
ρ 2020 डिग्री पर कंडक्टर की प्रतिरोधकता 2.8264x10-8 Ω है। एम। T शॉर्ट सर्किट समय (S) है जिसे 1 सेकंड के रूप में लिया गया है।
फिर, रुद्धोष्म प्रक्रिया 28.87kA के शॉर्ट-सर्किट करंट (1 सेकंड) की अनुमति देती है
3, गैर रुद्धोष्म प्रभाव के लिए शॉर्ट सर्किट करंट की गणना
उपरोक्त गणना प्रक्रिया के अनुसार,
गैर रुद्धोष्म प्रक्रियाओं के लिए स्वीकार्य शॉर्ट-सर्किट करंट (1 सेकंड) है:=1.158 * 28.87=33.43kA
उपरोक्त गणनाओं से, यह देखा जा सकता है कि एल्यूमीनियम तार कवच का गैर एडियाबेटिक शॉर्ट-सर्किट करंट वास्तव में एडियाबेटिक शॉर्ट-सर्किट करंट की तुलना में काफी बढ़ गया है। IEC949 (1988) मानक ने पहले से ही सबसे खराब स्थिति वाली गणना स्थितियों को मान लिया है, जिसका अर्थ है कि गणना में वास्तव में मार्जिन पर विचार किया गया है। बेशक, रेटेड शॉर्ट-सर्किट करंट की गणना का परिणाम सुरक्षा के प्रति पक्षपाती है। उपरोक्त गणना मूल रूप से अभी भी IEC949 (1988) मानक में तांबे के तार परिरक्षण के लिए गणना सूत्र पर आधारित है, सिवाय इसके कि एल्यूमीनियम तार कवच का आसपास का माध्यम तांबे के तार परिरक्षण से अलग है, और तांबे के तार के संबंधित पैरामीटर मूल फ़ॉर्मूले को एल्यूमीनियम तार से बदल दिया गया है।
इसके अलावा, विदेशी अनुभव के आधार पर, धातु परिरक्षण परत का अंतिम शॉर्ट-सर्किट तापमान 350 डिग्री तक पहुंच सकता है। सुरक्षा कारणों से, 300 डिग्री तक पहुंचने के विकल्प भी हैं। चीन के पावर ग्रिड के सुरक्षा स्तर को बेहतर बनाने के लिए वास्तविक गणना 300 डिग्री पर आधारित है। और उपरोक्त धातु ढालें तांबे की पट्टियों या तांबे के तारों के लिए हैं। एल्युमीनियम तार का कवच तांबे के परिरक्षण से अलग होना चाहिए क्योंकि एल्युमीनियम में तांबे की तुलना में उच्च तापमान के प्रति कमजोर प्रतिरोध होता है। हमने वास्तविक गणना में एल्यूमीनियम कंडक्टर के अंतिम शॉर्ट-सर्किट तापमान का उल्लेख किया है, जिसकी गणना 250 डिग्री पर की गई है। यह गणना की गई शॉर्ट-सर्किट धारा यह सुनिश्चित करती है कि बख्तरबंद एल्यूमीनियम तार में वास्तविक शॉर्ट-सर्किट के दौरान ओवरलोड के कारण सुरक्षा संबंधी समस्याएं नहीं होंगी।
